第十三章实验用双缝干涉测量光的波长

1、三、实验器材三、实验器材 双缝干涉仪双缝干涉仪(由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、由光具座、光源、滤光片、单缝、双缝、遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成遮光筒、毛玻璃屏、测量头组成)，另外还有学生电源、导，另外还有学生电源、导线、刻度尺线、刻度尺四、实验步骤四、实验步骤1观察干涉条纹观察干涉条纹(1)将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如图实将光源、遮光筒、毛玻璃屏依次安放在光具座上如图实 2所示所示图实图实2(2)接好光源，打开开关，使灯丝正常发光接好光源，打开开关，使灯丝正常发光(3)调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏调节各器件的高度，使光源发出的光能沿轴线到达光屏(4)安

2、装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝安装双缝和单缝，中心大致位于遮光筒的轴线上，使双缝与单缝的缝平行，二者间距约与单缝的缝平行，二者间距约5 cm10 cm，这时，可观，这时，可观察白光的干涉条纹察白光的干涉条纹(5)在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹在单缝和光源间放上滤光片，观察单色光的干涉条纹2测定单色光的波长测定单色光的波长(1)安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹安装测量头，调节至可清晰观察到干涉条纹(2)使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮使分划板中心刻线对齐某条亮条纹的中央，记下手轮上的读数上的读数a1，将该条纹记为第，将该条纹记为第1条亮纹；转

3、动手轮，条亮纹；转动手轮，使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此使分划板中心刻线移动至另一亮条纹的中央，记下此时手轮上的读数时手轮上的读数a2，将该条纹记为第，将该条纹记为第n条亮纹条亮纹(3)用刻度尺测量双缝到光屏的距离用刻度尺测量双缝到光屏的距离l(d是已知的是已知的)(4)重复测量重复测量3光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近光源灯丝最好为线状灯丝，并与单缝平行且靠近4照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，照在光屏上的光很弱，主要原因是灯丝与单缝、双缝，测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原测量头与遮光筒不共轴所致；干涉条纹不清晰的一般原因是单缝与双缝不

4、平行所致，故应正确调节因是单缝与双缝不平行所致，故应正确调节七、误差分析七、误差分析1双缝到屏的距离双缝到屏的距离l的测量存在误差的测量存在误差2测条纹间距测条纹间距x带来的误差：带来的误差：(1)干涉条纹没有调整到最清晰的程度干涉条纹没有调整到最清晰的程度(2)误认为误认为x为亮为亮(暗暗)条纹的宽度条纹的宽度例例1现有毛玻璃屏现有毛玻璃屏A、双缝、双缝B、白光光源、白光光源C、单缝、单缝D和透和透红光的滤光片红光的滤光片E等光学元件，要把它们放在如图实等光学元件，要把它们放在如图实3所示所示的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长的光具座上组装成双缝干涉装置，用以测量红光的波长实验

5、器材和实验步骤实验器材和实验步骤图实图实3(1)将白光光源将白光光源C放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由放在光具座最左端，依次放置其他光学元件，由左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为左至右，表示各光学元件的字母排列顺序应为C、_、A.(2)本实验的实验步骤有：本实验的实验步骤有：取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮取下遮光筒左侧的元件，调节光源高度，使光束能直接沿遮光筒轴线把屏照亮；光筒轴线把屏照亮；按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心按合理顺序在光具座上放置各光学元件，并使各元件的中心位于遮光筒的轴线上；位于遮光筒的轴线上；用米尺测量双缝到屏的距离

6、；用米尺测量双缝到屏的距离；用测量头用测量头(其读数方法同螺旋测微器其读数方法同螺旋测微器)测量数条亮纹间的距离测量数条亮纹间的距离在操作步骤时还应注意在操作步骤时还应注意_和和_(3)将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该将测量头的分划板中心刻线与某亮纹中心对齐，将该亮纹定为第亮纹定为第1条亮纹，此时手轮上的示数如图实条亮纹，此时手轮上的示数如图实4甲所甲所示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第示然后同方向转动测量头，使分划板中心刻线与第6条条亮纹中心对齐，记下此时图实亮纹中心对齐，记下此时图实4乙中手轮上的示数乙中手轮上的示数_mm，求得相邻亮纹的间距，求得相邻亮纹的间距x为

7、为_mm. 图实图实4(4)已知双缝间距已知双缝间距d为为2.0104 m，测得双缝到屏的距离，测得双缝到屏的距离l为为0.700 m，由计算公式，由计算公式_，求得所测红光波，求得所测红光波长为长为_nm.解析解析(1)双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序双缝干涉仪各组成部分在光具座上的正确排序为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：为：光源、滤光片、单缝、双缝、屏，因此应填：E、D、B.(2)单缝与双缝的间距为单缝与双缝的间距为5 cm10 cm，使单缝与双缝相互，使单缝与双缝相互平行平行(3)图甲的读数为图甲的读数为2.320 mm，图乙的读数为，图乙的读数为13.870 mm，

8、答案答案(1)E、D、B(2)单缝与双缝的间距为单缝与双缝的间距为5 cm10 cm使单缝与双使单缝与双缝相互平行缝相互平行(3)13.8702.310 (4) 6.6102 实验数据的处理实验数据的处理例例2用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距用某种单色光做双缝干涉实验时，已知双缝间的距离离d的大小恰好是图实的大小恰好是图实5中游标卡尺的读数，如图丁所示；中游标卡尺的读数，如图丁所示；双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，双缝到毛玻璃间的距离的大小由图中的毫米刻度尺读出，如图丙所示；实验时先移动测量头如图丙所示；实验时先移动测量头(如图甲如图甲)上的手轮，把分上的手轮，把分划线对准靠近最左边的一条亮条纹划线对准靠近最左边的一条亮条纹(如图乙所示如图乙所示)，并记下螺，并记下螺旋测微器的读数旋测微器的读数x1(如图戊所示如图戊所示)，然后转动手轮，把分划线，然后转动手轮，把分划线向右移动，直